- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
通过量子点中电子和能量转移过程的光调控实现多色发光图案化
摘要： 实现量子点（QDs）在显示技术中全部潜能的关键，在于创造高对比度多色发光图案的能力。本研究采用非发射态原理来增强基于量子点的光刻图案的色彩对比度——通过调控由单个量子点供体与两种染料受体构成的纳米杂化膜中的电子与能量转移过程，在多色层面实现了这一目标。当光诱导电子转移过程占优于能量转移过程时，会形成非发光的量子点纳米杂化膜，为多色图案提供黑色背景。利用量子点相较于染料更优异的光稳定性，实现对电子与能量转移过程的光调控。选择性光降解电子受体染料会触发能量转移过程的启动，从而使量子点纳米杂化膜呈现发光色彩。进一步通过可控的能量转移过程光调控，最终实现了多色图案化。
关键词： 能量与电子转移、薄膜、量子点、多色光刻图案化、光捕获
更新于2025-09-23 15:21:01
-
减少卤化铅钙钛矿太阳能电池材料中的缺陷态
摘要： 为了达到基于铅的金属卤化物钙钛矿太阳能电池的理论效率极限，必须提升电压，因为其受非辐射复合影响较大。钙钛矿材料中存在本征缺陷，这些缺陷可作为肖克利-里德-霍尔复合中心。多项实验与计算研究已对带隙内的此类缺陷态进行了表征。我们通过区分不同降缺陷机制，系统概述了组分工程策略。掺杂效应可分为对以下两方面的影响：(1) 结晶过程；(2) 晶格特性。掺杂离子的引入通过以下途径影响晶格特性：(a) 晶格应变弛豫；(b) 化学键增强；(c) 带隙调控。研究表明未掺杂钙钛矿的本征晶格应变会诱发空位形成，而Cl、F和Cd等较小离子的掺入会提高空位形成能。Zn掺杂被报道既能引发应变弛豫，又可增强化学键作用。结合采用密度泛函理论(DFT)计算定量定性分析不同掺杂剂降缺陷倾向的计算研究与实验研究，对于深入理解（如碘空位动力学与碘间隙原子光化学等机理）并最终建立更合理的最优光伏材料筛选方法至关重要。
关键词： 半导体、太阳能、光伏技术、掺杂、薄膜材料、电压损耗、稳定化、优化、电荷产生、光捕获
更新于2025-09-23 15:21:01
-
用于光功率传输的光伏电池的光捕获技术
摘要： 用于光功率传输的光伏电池能将来自有限方向的激光转换为电能。这种光照条件与太阳能电池的情况截然不同。通过在前表面设置由介质多层膜构成的角度选择滤光片，后表面配置漫反射器，可有效捕获入射激光和光伏电池的辐射光。在872纳米波长、1瓦/平方厘米激光照射条件下，相比×4n2捕获理论，这种光捕获效应能使砷化镓光伏电池的单色转换效率绝对值提升9%。
关键词： 砷化镓、光捕获、转换效率、光功率传输、光伏电池
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用等离子体光栅实现GaAs光电探测器的高性能增强
摘要： 在本研究中，我们展示并制备了一种基于金表面等离激元极化子（SPP）的砷化镓光电探测器，实现了高内量子效率（IQE）。在600纳米波长下，采用SPP结构的IQE为85%，未采用SPP结构时为42%，提升了43%；在675纳米波长下，采用SPP结构的IQE为82%，未采用时为45%，提升了37%。这种优异性能归因于光导型金SPP砷化镓中光学功率的亚波长分布范围，从而提供了高IQE。此外，探测器中SPP的复合效应带来了更大的光电流和响应度。
关键词： 表面等离子体激元，砷化镓光电探测器，等离子体光电探测器，光捕获，等离子体光栅
更新于2025-09-23 15:21:01
-
硅异质结太阳能电池中光捕获的表面改性技术：简要综述
摘要： 降低晶体硅(c-Si)晶圆厚度是减少制造成本的有效方法，因为晶圆构成了光伏组件成本的主要部分。然而，开路电压和填充因子取决于晶圆厚度；此外，短路电流密度(JSC)会对器件性能产生负面影响。因此，光捕获对于提高硅太阳能电池的JSC至关重要。通过降低晶圆厚度来提高太阳能电池的转换效率并减少其生产成本是必要的。可以假设未来硅晶圆的厚度将逐渐达到约100微米的最小值。因此，减少切割后的晶圆厚度将实现硅的更高效利用。本文报道了基于硅太阳能电池应用的光捕获表面改性方法。此外，我们介绍了表面改性方法，如正面纹理化和背面抛光。
关键词： 纹理化、抛光、硅太阳能电池、表面改性、光捕获、高效率
更新于2025-09-23 15:21:01
-
二氧化硅双环微腔中的受限回音壁模式用于光学传感与捕获
摘要： 我们提出并理论研究了一种二氧化硅双环微腔，该结构通过纳米级低折射率间隙（如空气隙）耦合两个环-环微腔，从而将回音壁模式（WGM）限制在超小空间内。得益于"狭缝"效应的强场局域特性，间隙中对称WGM的功率增强实现了4.8微米3的超小模体积——远小于传统环状微腔数百立方微米的模体积。这种受限模式相比传统光子器件具有显著优势，尤其适用于传感和光学捕获领域：作为折射仪应用时，在1000纳米波段可获得高达468纳米/折射率单位（nm/RIU）的高灵敏度；在光学捕获应用中，双环微腔能使受限WGM产生显著场增强，对半径5纳米的单个纳米颗粒产生的梯度力可达22皮牛/瓦。这项关于二氧化硅双环微腔的研究为高效实现光学传感与捕获等光子应用提供了重要参考。
关键词： 光学传感、折射仪、二氧化硅双环微腔、梯度力、光捕获、回音壁模式
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一种基于硅的InP/InGaAs纳米线阵列光电探测器，工作于通信波长
摘要： 通过耦合三维光电模拟设计并研究了一种基于硅的垂直纳米线异质结构阵列光电探测器。每根纳米线由轴向p-i-n结的InP/In0.53Ga0.47As/InP构成，其设计工作波长为通信波段。结果表明，纳米线阵列的吸收率强烈依赖于直径比（D/P）和纳米线直径。通过同步调节直径比与直径，可将峰值吸收波长固定在1550纳米。得益于光捕获与光聚集特性，该纳米线阵列光电探测器展现出超过0.8 A/W的卓越响应度，较同等厚度的薄膜器件高出数倍。本研究表明III-V族纳米线阵列有望成为应用于光通信系统的高性能硅基光电探测器。
关键词： 纳米线阵列、光捕获、光通信、硅基、InGaAs/InP
更新于2025-09-23 15:21:01
-
光捕获诱导的柔性褶皱纳米锥SERS基底用于高灵敏度爆炸物检测
摘要： 我们报道了一种通过新型光捕获诱导皱褶纳米锥柔性SERS基底实现超灵敏TNT检测的方法，该基底采用胶体光刻和氧等离子体刻蚀技术在透明PET薄膜上制备而成。特别值得注意的是，刻蚀后在纳米锥侧壁发现了50-60纳米的纳米皱褶。通过涂覆30纳米金膜，这种柔性SERS基底提供了均匀的热点区域，展现出高重现性和灵敏度?；?-ATP分子的Meisenheimer复合物（即缺电子TNT与富电子氨基之间著名的电荷转移相互作用）被用于检测超低浓度TNT炸药。TNT的拉曼信号通过电荷转移、光捕获效应及耦合电磁场得到显著增强。TNT分子的检测灵敏度低至10^-13摩尔/升，在10^-8至10^-13摩尔/升范围内呈现良好线性响应。因此，将该柔性SERS基底刷涂于布袋表面后，可轻松分析浓度低至10^-10摩尔/升的微量TNT残留物。相信这种高灵敏度且均匀的柔性基底为刑侦、军事和安检领域中TNT残留物的痕量分析提供了重要解决方案。
关键词： 纳米皱纹、纳米锥、柔性材料、光捕获、表面增强拉曼散射
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于水杨醛腙基双亲分子的γ-环糊精[2]准轮烷形成显著提升光捕获效率
摘要： 在本研究中，我们设计并合成了一种水杨醛腙双子表面活性剂（BSA），该分子能在水溶液中与γ-环糊精形成[2]准轮烷结构（BSA@γ-CD），并表现出显著的荧光增强效应。BSA和BSA@γ-CD组装体均可在水溶液中自发形成球形聚集体，直径分别约为30纳米和20纳米。以BSA和BSA@γ-CD作为能量供体、硫罗丹明101（SR101）作为能量受体，我们构建了两种水溶液人工光捕获系统。值得注意的是，研究发现BSA或BSA@γ-CD组装体与负载的SR101之间能发生高效能量转移过程，从而获得高能量转移效率和天线效应。更重要的是，仅需添加γ-环糊精即可显著提升这两个系统的能量转移效率和天线效应。
关键词： 能量转移、荧光增强、假轮烷、光捕获、自组装
更新于2025-09-23 15:21:01
-
纹理化硅太阳能电池中光捕获的可视化
摘要： 随机金字塔是商用单晶硅太阳能电池中最广泛使用的纹理结构，用于捕获近带隙能量的弱吸收光子。在模拟随机金字塔的光捕获性能方面已有稳步进展，包括将假设的金字塔底角从54.7°（理想随机金字塔）调整为与实测平均角度相符的更小数值。然而，现有模拟尚未考虑基底角分布（真实随机金字塔）的影响——而所有实际纹理化硅片都存在这种分布。本研究通过原子力显微镜测量获取纹理硅片表面的精确三维形貌图，并进行光线追迹，以此对比真实随机金字塔、理想随机金字塔和朗伯散射体的光捕获能力。计算显示：当光线在前后面之间多次反射时，每个反射周期内硅片内部光线的角分布函数（ADF）表明，正是由于基底角分布特性，真实随机金字塔的光捕获性能优于理想随机金字塔。特别值得注意的是，含有真实随机金字塔的硅片内部ADF仅需两次反射（即非吸收光重新到达前表面时）就演变为朗伯分布。此外，在窄入射角范围内，光线的总路径长度增强效应接近60倍——超过朗伯表面硅片的表现，但在斜入射角时仍略逊于朗伯参考值。
关键词： 原子力显微镜、随机金字塔结构、硅太阳能电池、光捕获、朗伯散射体、光线追踪
更新于2025-09-23 15:19:57